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Charla EPICO 2010.
15 de Abril de 2010. San Martín , Buenos Aires. Argentina.
“Ciclos de histéresis memristivos en interfaces Ag –
Manganita”
Néstor Fabián Ghenzi
 Pablo Levy.
CAC
 Fernando Gomez Marlasca.
CAC
 Rubén Weht.
CAC
 Maria José Sánchez.
CAB
 Marcelo Rozenberg.
UBA
.
[email protected]
Motivación
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Óxidos simples: NiO, TiO2 ….
Óxidos complejos: Cupratos y Manganitas.
Pulsos de polaridad opuesta (Bipolar)
Pulsos de la misma polaridad (Unipolar).
Ambas Polaridades.
Mecanismo del RS no clarificado.
Aplicaciones: Memorias, FPGA, redes
neuronales, circuitos analogicos, ….
Resistive Switching: Mediciones
Resistive Switching: Simulaciones
 La resistividad en manganitas y cupratos dopados cambia cuando el contenido de
oxígeno se reduce (Mn-O-Mn).
 La región cercana a la superficie de estos óxidos es deficiente en oxígeno, comparada al
volumen.
 Modelo unidimensional.
 Se consideran tres regiones, contactos y volumen.
 Se agrega explícitamente la dinámica de las vacancias de oxígeno, analizando su
influencia en la conducción eléctrica.
La resistencia eléctrica es proporcional a la densidad de vacancias.
Experimento y Simulación
Experimento y Simulación
 Se eligen diferentes estados iniciales (cuadrados)
para comenzar un ciclo menor.
 Se obtienen estados intermedios de alta y
baja resistencia.
 La relación H/L es menor que la del ciclo de
histéresis mayor (proporcional al rango de V)
 Para V positivos, el umbral es mayor cuando
la R inicial es menor.
 Para V negativos, el umbral es casi independiente
del estado inicial.
 Hay un excelente acuerdo entre los
experimentos y las simulaciones.
 El valor umbral positivo para la transición
de L a H en el modelo disminuye para valores
más altos de R inicial reproduciendo los
resultados experimentales.
 El umbral de H a L no depende del estado
inicial.
Simulaciones:Perfiles de E y Vacancias
Simulaciones:Perfiles de E y Vacancias
 Eth~ 22-27 u.a en ambas transiciones
L a H.
 Los perfiles de las densidades de
vacancias saturan en el umbral.
 El campo eléctrico local en la interfaz
derecha muestra importante variaciones
relativas en comparación con la interfaz
izquierda.
El campo eléctrico en la interfaz
izquierda en el panel 1 casi duplica el
valor de aquél en el panel 2.
Simulaciones:Perfiles de E y Vacancias
 Los perfiles de campo eléctrico son
similares en los dos casos.
 Los perfiles de las densidades de vacancias
tienen valores mayores que en los casos 1 y 2
en concordancia con un mayor valor de R.
 Diferencia entre los perfiles de densidades
de vacancias entre HR y LR
El campo eléctrico en la interfaz izquierda
en el panel 1 casi duplica el valor de aquél en
el panel 2.
 Eth~ 22-27 u.a en ambas transiciones L a H.
 Los perfiles de las densidades de vacancias
saturan en el umbral.
 El campo eléctrico local en la interfaz
derecha muestra importante variaciones
relativas en comparación con la interfaz
izquierda.
El campo eléctrico en la interfaz izquierda
en el panel 1 casi duplica el valor de aquél en
el panel 2.
Conclusiones
 Se encontraron estados intermedios estables de resistencia.
Se demostró un completo control de las características del RS tales como la relación
ON/OFF y coercitividad del sistema.
Los datos obtenidos a partir de las simulaciones están en completo acuerdo con
aquellos obtenidos experimentalmente.
Estados de resistencia multi-nivel fueron directamente relacionados con los perfiles
de vacancias de oxígenos y campos eléctricos en la interfaz.
La fuerte dependencia del umbral de L a H con el estado inicial es indicativo del rol
jugado por la migración de vacancias debido a la aplicación de fuertes campos
eléctricos en el mecanismo del RS.
Gracias por su
atención
Resistive Switching: Mediciones
• Existe una diferencia de un orden de magnitud entre los valores asociados al
contacto D y al A.
Resistive Switching: Mediciones
• Existe una diferencia de un orden de magnitud entre los valores asociados al
contacto D y al A.
Resistive Switching: Mediciones
• Existe una diferencia de un orden de magnitud entre los valores asociados al
contacto D y al A.
Resistive Switching: Mediciones
• Existe una diferencia de un orden de magnitud entre los valores asociados al
contacto D y al A.